Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Breitere Kanäle für schnellere Entgiftung

22.05.2015

Zirkonium-basiertes Metall-organisches Gerüst zersetzt Nervengifte rasch und effektiv

Trotz erheblichen Forschungsaufwands mangelt es noch immer an Materialien, die chemische Kampfstoffe ausreichend rasch und effektiv unschädlich machen können.


Die Metall-organische Gerüstverbindung UiO-66 vermag Nervengifte zu spalten.

(c) Wiley-VCH

Ein vielversprechendes Material für Schutzausrüstungen und zur Beseitigung großer Lagerbestände an Nervengiften stellen amerikanische Wissenschaftler jetzt in der Zeitschrift Angewandte Chemie vor.

Es basiert auf einer zirkoniumorganischen Gerüststruktur und hydrolysiert ein Nervenkampfstoffsimulans innerhalb von 30 Sekunden – schneller als jeder andere bisher beschriebene Katalysator.

Viele chemische Kampfstoffe, wie Sarin, Soman und Tabun, wirken als Nervengifte, indem sie das Enzym Acetylcholinesterase hemmen, die Erregungsübertragung zwischen Nerv und Muskel lahmlegen und letztendlich eine Atemlähmung verursachen.

Bei der Suche nach neuartigen Materialien für sichere Schutzausrüstungen, aber auch für eine effektive Vernichtung großer Mengen gelagerter Kampfstoffe sind Metall-organische Gerüstverbindungen (engl. metal-organic frameworks, MOF) als interessante Kandidaten für Katalysatoren in den Fokus gerückt.

MOFs bestehen aus metallischen „Knotenpunkten“, die über organische Verbindungsstücke zu dreidimensionalen Gittern verbrückt sind. Über eine Variation der Bausteine lassen sich hochporöse kristalline Feststoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften herstellen.

Das Team um Joseph T. Hupp und Omar K. Farha von der Northwestern University (Evanston, USA) und der King Abdulaziz University (Jeddah, Saudi Arabien) hatte letztes Jahr ein zirkoniumbasiertes MOF entwickelt, UiO-66, das Nervengifte zu spalten vermag. Weiterentwicklungen von UiO-66 sollen dessen Leistungsfähigkeit jetzt verbessern.

So hatte ein anderes Forschungsteam kürzlich einen neuen Ansatz für selbstentgiftende Filter vorgestellt. Diese basieren auf luftdurchlässigen Textilien, die mit einer lithiumhaltigen UiO-66-Modifikation imprägniert wurden (siehe Presseinformation 12/2015 der Angewandten Chemie).

Hupp, Farha und ihr Team haben jetzt MOF 808 untersucht, ein Material, das UiO-66 entspricht, dessen Gerüst aber strukturell verändert wurde. In UiO66 sind die Zirkonium-Knoten mit 12 kleinen organischen Verbindungsstücken verbrückt.

Die entstehenden Kanäle haben nur relativ kleine Öffnungen, sodass die katalytische Aktivität auf die externe Oberfläche der Kristalle beschränkt bleibt. In MOF 808 sind die Zirkonium-Knoten dagegen nur über sechs Verbindungsstücke verknüpft. So entstehen Kanäle, die weit genug sind, um die innere Oberfläche des Gerüsts zugänglich zu machen – und damit wesentlich mehr katalytisch aktive Zentren.

MOF 808 konnte ein Nervengift-Analogon denn auch 350mal schneller zersetzen als UIO-66. In einen Filter integriert konnte es in einem einfachen kontinuierlich durchströmten Rohr-Reaktor hohe Umsätze bei der Entgiftung von Nervengas-Simulantien erzielen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 16/2015

Autor: Omar K. Farha, Northwestern University (USA), http://faculty.wcas.northwestern.edu/omarfarha/

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201502155

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie